藕塘淤泥段施工組織專(zhuān)題方案

藕塘淤泥段施工組織專(zhuān)題方案1工程地理位置及施工方案由來(lái)本方案屬于軌道交通11號(hào)線(xiàn)支線(xiàn)，同濟(jì)嘉定校區(qū)站～汽車(chē)城站區(qū)間范圍內(nèi)，位于嘉定區(qū)安亭鎮(zhèn)內(nèi)滬寧鐵路南側(cè)曹安公路北側(cè)，沿蘊(yùn)藻浜北岸走行段，全長(zhǎng)約400米左右?，F(xiàn)有藕塘南側(cè)緊鄰蘊(yùn)藻浜大河，大河有石砌駁岸，藕塘離駁岸最大間距9米左右，藕塘寬80米左右，藕塘北側(cè)緊靠原有鄉(xiāng)村道路，該道路北側(cè)仍是一片荒地和大量泥漿池。藕塘東起蘊(yùn)藻浜支流，西至蘊(yùn)藻浜鄉(xiāng)村跨河大橋通道。本方案線(xiàn)路中心線(xiàn)離蘊(yùn)藻浜北岸36米左右，全部座落在藕塘中。2005年9月勘察報(bào)告描述藕塘淤泥厚度約1.0～1.5m。因此在招標(biāo)圖中，淤泥河道按清淤后基底攪拌樁處理，其余段僅作一般路堤基底處理（塑料排水板和超載預(yù)壓）。我公司進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展施工準(zhǔn)備及施工便道施工中發(fā)現(xiàn)藕塘淤泥厚度在3.5米以上，與原地質(zhì)詳勘資料有較大出入。為確保工程結(jié)構(gòu)安全，由上海軌道交通申嘉線(xiàn)發(fā)展有限公司工程部委托，勘察單位對(duì)此藕塘組織力量進(jìn)一步補(bǔ)勘，在藕塘范圍打成10米方格用小螺桿鉆頭取樣分析，發(fā)現(xiàn)藕塘淤泥厚度約1.6～3.8m左右，一般為2.7～3.5m，最深處可達(dá)3.8m，淤泥及其下方分布的②2層灰色粉質(zhì)粘土質(zhì)較軟弱，不能作為天然地基及路基的持力層。設(shè)計(jì)院采用清淤構(gòu)筑路基、U型槽、矮橋等三個(gè)方案比較，認(rèn)為U型槽方案綜合單價(jià)比較經(jīng)濟(jì)合理，本公司在設(shè)計(jì)院方案草圖的基礎(chǔ)上，探索一些可操作的施工方案。2U型槽結(jié)構(gòu)方案概述本區(qū)間路基工程設(shè)計(jì)范圍東西側(cè)與城建院設(shè)計(jì)的明挖區(qū)間相接，明挖區(qū)間超過(guò)地面標(biāo)高段采用U型槽結(jié)構(gòu)。為了減少藕塘范圍內(nèi)的清淤、回填工作，藕塘范圍內(nèi)的線(xiàn)路采用Φ600鉆孔灌注樁作為承載樁，上筑500mm鋼筋砼板作為車(chē)行板，電力電纜敷設(shè)于兩側(cè)擋墻上，如圖所示。3施工方案比較3.1方案一（不清淤泥，直接在藕塘內(nèi)施工）根據(jù)U型槽結(jié)構(gòu)方案，線(xiàn)路承載力由車(chē)行道板下Ф600鉆孔灌注樁承擔(dān)，只要完成樁基施工作業(yè)平臺(tái)，即能具備成樁基施工和車(chē)行道板及擋墻施工的條件。3.1.1樁基作業(yè)平臺(tái)搭設(shè)作業(yè)平臺(tái)在藕塘兩端，蘊(yùn)藻浜楊木村跨河大橋通道開(kāi)始，采用50T履帶吊配合振動(dòng)錘，如圖所示將Ф609鋼管壓實(shí)藕塘，形成6～8m的排架樁，在樁頂擱置H鋼500*200*20*12，形成主梁，縱向擱置H鋼700*300*20*12形成次梁，橫向擱置200*300方枕木，形成平臺(tái)格柵，最后鋪設(shè)5公分厚板方作為操面，如附圖所示。3.1.2經(jīng)濟(jì)分析本方案鋼材投入量大，鋼管樁、H鋼、枕木、木板方均無(wú)法回收，同時(shí)鉆孔樁鋼護(hù)筒長(zhǎng)，回收率低，施工措施費(fèi)用高。3.2方案二（清淤、填路基后施工）本方案只要完成清淤工作后填筑路基，樁基施工可在路基上作業(yè)，所以藕塘清於工作是關(guān)鍵，投入土方后可節(jié)約大量鋼材，是比較經(jīng)濟(jì)而可行的方案。4優(yōu)化施工措施4.1路基頂標(biāo)高選定降低填土路基頂面標(biāo)高，相應(yīng)減少路基坡趾間距，是縮小清淤寬度的有效措施，同時(shí)相應(yīng)減少回填土方量。本工程藕塘淤泥現(xiàn)有標(biāo)高4.300m，淤泥平均厚度3.3m，設(shè)計(jì)路肩標(biāo)高在5.7m左右，相當(dāng)于U型槽車(chē)行板底標(biāo)高。如果填筑土路基頂標(biāo)高與現(xiàn)有淤泥標(biāo)高相當(dāng)，則路基填土高度3.3米，與車(chē)行板底標(biāo)高5.7m，兩者間距5.7-3.3=2.4m。如果兩者間距增大至2.4m，即路基頂標(biāo)高控制在5.7-2.4=3.3m，路基填土降低4.3-3.3=1.0m，由此車(chē)行板下凈空高度5.7-3.3=2.4m，此時(shí)車(chē)行板底模支架搭設(shè)操作方便，同時(shí)可利用我公司既有的載重門(mén)式支架。4.2填土路基頂面寬度選定U型槽結(jié)構(gòu)外包寬度9.1米，側(cè)墻外操面2*1.2=2.4米，北側(cè)留吊車(chē)作業(yè)便道5米，南側(cè)材料堆放場(chǎng)地寬3.5米，因此路基頂面寬度至少確定為20m，填土高度2.3m，路基坡趾25.4米.4.3清淤寬度確定4.3.1藕塘淤泥成因根據(jù)當(dāng)?shù)鼐用穹从?，藕塘原是一般農(nóng)田，當(dāng)?shù)鼗ㄊ┕と∽叽罅客练叫纬缮羁?，后由外?lái)鉆孔樁泥漿船駁運(yùn)到此，泵入大面積土坑，由此形成泥漿池。沉淀多年后，于2005年初開(kāi)發(fā)為現(xiàn)有藕塘。因此這些雖經(jīng)多年沉淀的泥漿，浸泡在淺部地下水中，純屬建筑棄料回填，形成的飽和淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，狀態(tài)呈軟塑～流塑狀。4.3.2清淤時(shí)坡面坡度估算欲在藕塘中填作施工用路基，必須清除淤泥后填筑，才能保證施工用路基的承載力?，F(xiàn)有藕塘長(zhǎng)400米，寬800米，路基在中央通過(guò)，為減少淤泥清除工作量，好似在藕塘中開(kāi)挖渠道，滿(mǎn)足上述路基底寬的要求，如何估算該渠道邊坡的安全坡度是關(guān)鍵，既滿(mǎn)足填筑路基的需要，又要保證淤泥邊坡的穩(wěn)定，確保U型槽結(jié)構(gòu)的正常安全施工。參照上海市標(biāo)準(zhǔn)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范，當(dāng)采用總應(yīng)力法確定土體的抗剪強(qiáng)度時(shí)，圓弧骨動(dòng)面上的穩(wěn)定系數(shù)K，可用下列公式計(jì)算：ΣCiLi+Σ(qibi+Wi)cosαitgφiK=Σ(qibi+Wi)sinαi式中Ci----第i條土條滑動(dòng)面上土的粘聚力（KPa）Li----第i條土條弧長(zhǎng)，Li=bisecαi(m)qi----第i條土條頂面作用的荷載(KPa)bi----第i條土條寬度(m)Wi----第i條土條重力，無(wú)滲流作用時(shí)，地下水位以上用土的自然重度計(jì)算；地下水位以下用土的浮重度計(jì)算（KN）αi----第i條土條弧線(xiàn)中點(diǎn)切線(xiàn)與水平線(xiàn)夾角（0）φi----第i條土條滑動(dòng)面上的內(nèi)摩擦角（0）公式中參數(shù)選擇：①根據(jù)規(guī)范中上海市地基土的粘聚力、內(nèi)摩擦角和壓縮模量統(tǒng)計(jì)值表查得，當(dāng)灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土天然孔隙比1.15～1.20時(shí)，Ci=6，φi=14.50，tgφi=0.2586②采用試算法，假定土條寬度bi=1m，土條弧形中點(diǎn)切線(xiàn)斜率為1:5，即tgα=1/5=0.2，α=11018’，cosα=0.9806，secα=1.0198，sinα=0.1959得Li=bisecαi=1.0198m③現(xiàn)有條件藕塘淤泥頂面無(wú)作用荷載，qi=0④藕塘地下水位按0.5m深，淤泥厚度按3.5m，無(wú)滲流作用時(shí)，取Wi=16.5*0.5+(16.5-10.0)*3.0=27.75KN代入算式6*1.0198+(0*1+27.75)*0.9806*0.2586K==2.50(0*1+27.75)*0.1959結(jié)論：當(dāng)藕塘淤泥處在1：5邊坡時(shí)，邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)2.5，在正常情況下，淤泥邊坡基本穩(wěn)定。5藕塘淤泥段施工技術(shù)方案5.1施工順序定位放線(xiàn)→清除淤泥→縱向圍堰筑壩→夯填素土→樁基定位→樁基施工→U型槽結(jié)構(gòu)底板施工→側(cè)墻施工5.2定位放線(xiàn)5.2.1定位方法本工程淤泥段全長(zhǎng)400米左右，其中藕塘長(zhǎng)300米，寬80米左右，淤泥最大厚度4m，最小厚度1.6m左右，測(cè)量人員難于進(jìn)入藕塘，也無(wú)法訂樁定位，因此采取攀樁定位法，虛設(shè)中心樁和清淤范圍邊樁。首先根據(jù)地面線(xiàn)起點(diǎn)座標(biāo)，推算各中心樁的里程樁坐標(biāo)，用全站儀測(cè)放中心樁兩側(cè)攀樁，攀樁應(yīng)設(shè)在堅(jiān)實(shí)位置，并用砼圍護(hù)固定。中心樁與兩側(cè)攀樁應(yīng)在同一直線(xiàn)上，該直線(xiàn)必須是路基中心線(xiàn)的法線(xiàn)。5.2.2繪制橫向攀樁平面布置圖為便于清淤階段控制邊界線(xiàn)和回填路基時(shí)的中心線(xiàn)位置，在平面圖上座標(biāo)的攀樁至中心樁的距離，方便潔淤人員操作。5.2.3繪制各里程樁的藕塘淤泥橫斷面圖根據(jù)地質(zhì)補(bǔ)勘報(bào)告的數(shù)據(jù)，繪制各中心里程樁的橫斷面圖，同時(shí)繪制回填路基的橫斷面圖，由此控制清淤范圍和回填路基坡腳線(xiàn)位置。5.2.4縱向控制攀樁測(cè)放在藕塘兩端側(cè)放縱向10米中心線(xiàn)標(biāo)桿至少三根，各桿縱向間距不小于10米，每根中心桿兩側(cè)法線(xiàn)方向再各放一桿，標(biāo)桿垂直埋入土中固定，保證縱向三桿在一直線(xiàn)。由此清淤人員在藕塘內(nèi)可一目了然，控制清淤范圍，避免清淤過(guò)程盲目操作而超出范圍。5.3清淤施工技術(shù)方案5.3.1準(zhǔn)備工作5.3.1.1作業(yè)面安排藕塘全長(zhǎng)300余米，分兩個(gè)作業(yè)組，分別在藕塘東西兩端相向操作，近期雨水較少，淤泥排水后自然干燥兩月有余，目前大部分地段可上人行走，根據(jù)設(shè)計(jì)方案，采用竹桿標(biāo)記清淤范圍的界線(xiàn)。潔淤過(guò)程是如果標(biāo)桿失去，仍可參照兩端界線(xiàn)標(biāo)桿，采用三點(diǎn)一直線(xiàn)的原理，控制潔淤范圍。5.3.1.2潔淤設(shè)備選用大型機(jī)械無(wú)法進(jìn)入藕塘，采用高壓水沖散淤泥，泥漿泵通過(guò)管道輸送至周邊沉淀池。投入設(shè)備一覽表名稱(chēng)型號(hào)功率排量備注潛水泵φ76～1505.3.1.3水、電供應(yīng)源水：直接利用蘊(yùn)藻浜河水源，通過(guò)增壓泵增大水壓，采用消防龍頭出水沖散淤泥。電：直接由同濟(jì)嘉定校區(qū)站箱變接出兩路120mm2電纜，分別供應(yīng)藕塘東西兩端作業(yè)組，滿(mǎn)足設(shè)備功率500KW。5.3.1.4泥漿沉淀池準(zhǔn)備在藕塘北側(cè)與新建百安公路之間，臨時(shí)租用荒地100畝，四周筑堤1.5米高，滿(mǎn)足50000立方米泥漿容量。5.3.2清淤技術(shù)方案5.3.2.1清淤界線(xiàn)確定根據(jù)設(shè)計(jì)方案和藕塘清淤底線(xiàn)標(biāo)高，事先繪制填筑路基的橫斷面圖，按淤泥深度4.0m計(jì)，路基頂寬20米，邊坡1：1.5時(shí)，路基底寬32米，此時(shí)32米以外的淤泥形成自然流淌坡度，保持暫時(shí)穩(wěn)定。5.3.2.2清淤作業(yè)每個(gè)作業(yè)面三把高壓水槍橫向均布并排操作，兩臺(tái)泥漿泵橫向前后錯(cuò)位排列抽漿。泥漿通過(guò)塑料軟管排放至沉淀池，實(shí)行三班制作業(yè)，換人不換機(jī)，連續(xù)清淤。藕塘兩端各設(shè)一個(gè)清淤組，兩組相向作業(yè)，直至完成全部清淤工作。5.3.2.3塘內(nèi)排水本工程臨近蘊(yùn)藻浜大河，河水的水位隨潮汛而變化，一般地下水位在自然地面下0.5米即見(jiàn)水，因此清淤底線(xiàn)到達(dá)后仍需排水，否則形成新的河塘，無(wú)法回填路基土方。為此必須縱向每10米分段圍堰排水，采用排水溝通向集水坑的方法，用泵連續(xù)抽水，保證圍堰內(nèi)不積水或少積水，污水必須指定送入泥漿沉淀池。5.3.2.4圍堰措施縱向每10米分段圍堰，圍堰材料采用黃砂包和粘土包?；靥盥坊鶅蓚?cè)坡腳宜采用砂包，防止兩側(cè)淤泥沿清淤底線(xiàn)涌入路基底部，橫向圍堰可用粘土包，也可起到一定的隔水作用。6回填土路基施工方法本土路基最終有兩個(gè)功能，其一是滿(mǎn)足打樁機(jī)械